專利名稱：循環(huán)冷卻海水加熱天然氣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組天然氣前置處理系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是指一種循環(huán)冷卻海水加熱天然氣系統(tǒng)，指采用燃氣/海水換熱器替代單一水浴爐加熱天然氣的系統(tǒng)設(shè)備。
技術(shù)背景 本實用新型是應(yīng)用于中國南方某電廠3 X 350MW級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的天然氣前置處理系統(tǒng)。燃氣機入口要求的天然氣溫度最小不低于15°C，而來自LNG接收站的天然氣溫度為-8°C，經(jīng)調(diào)壓后溫度進一步降低至-15°C，因此需要對天然氣進行加熱，使其升溫約30。?！，F(xiàn)有技術(shù)普遍采用水浴爐對天然氣進行加熱，其原理為從天然氣供氣母管中取部分天然氣進入水浴爐燃燒器，在燃燒室進行燃燒，中間介質(zhì)水在鍋筒內(nèi)被加熱后，對鍋筒中盤管內(nèi)的天然氣進行加熱，從而達到加熱天然氣的目的。利用水浴爐加熱天然氣，系統(tǒng)簡單，操作方便，但因為需要消耗一部分天然氣供加熱，故運行成本很高。根據(jù)估算，水浴爐天然氣消耗成本每年約在137萬元人民幣左右。在實際運行中，還應(yīng)計入水浴爐的運行、檢修和維護費用，實際成本將會更高，因此需要找到更為經(jīng)濟的天然氣加熱手段。請參見圖1，其為現(xiàn)有技術(shù)中采用水浴爐加熱天然氣的工作流程示意圖。水浴爐8內(nèi)包含水浴爐本體10和天然氣加熱盤管11，水浴爐本體10內(nèi)通過水箱灌入中間介質(zhì)水，天然氣供氣母管內(nèi)的天然氣一部分被導入水浴爐燃燒器9，在燃燒室內(nèi)進行燃燒，中間介質(zhì)水在鍋爐內(nèi)被加熱后，加熱天然氣加熱盤管11內(nèi)的天然氣，從而達到加熱天然氣的目的。采用該技術(shù)對某電廠3x350MW機組所需天然氣進行加熱，天然氣消耗量為256. 5Sm3/h。如機組年設(shè)備利用小時數(shù)按3500h計，則天然氣年消耗成本為137萬元。

實用新型內(nèi)容本實用新型所解決的技術(shù)問題即在提供一種循環(huán)冷卻海水加熱天然氣裝置。本實用新型的技術(shù)方案為一種循環(huán)冷卻海水加熱天然氣系統(tǒng)，其包括燃氣/海水換熱器，包含有進氣端、出氣端、進水端和出水端，進氣端與天然氣進氣管道相連，出氣端與天然氣出氣管道相連，進水端與海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)相連，出水端與大海相連。海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其一端與燃氣/海水換熱器的進水端相連，另一端與大海相連。其中，該海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)為汽機凝汽器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。其中，該汽機凝汽器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)與燃氣/海水換熱器的進水端之間設(shè)置有海水循環(huán)泵，自汽機凝汽器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進來的海水通過海水循環(huán)泵進入燃氣/海水換熱器的進水端。[0013]其中，該燃氣/海水換熱器的進氣端和出氣端的天然氣管道均設(shè)置有緊急氣動關(guān)斷閥。其中，該燃氣/海水換熱器的出水端設(shè)置有差壓開關(guān)和溫度傳感器。其中，本系統(tǒng)進一步包含有水浴爐，經(jīng)燃氣/海水換熱器加熱后的天然氣進入水浴爐進一步加熱。本實用新型的有益效果為利用海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)(本實用新型具體事實方式中 為汽機凝汽器循環(huán)冷卻水系統(tǒng))所產(chǎn)生的高溫廢汽對溫度較低的海水進行加熱，同時可使自身得到冷卻，溫度升高后的海水經(jīng)海水循環(huán)泵引至燃氣/海水換熱器，對溫度較低的天然氣進行加熱，使天然氣的溫度升高，滿足燃機入口對天然氣的溫度要求。經(jīng)過燃氣/海水換熱器的海水溫度降低，被排入海中，然后重新進入海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)進行冷卻，由此進入新一次循環(huán)冷卻，形成一個以海水為中間截止的循環(huán)冷卻系統(tǒng)。此外，經(jīng)氣/海水換熱器的換熱后的燃氣還可以進一步的通過水浴爐進行進一步的加熱，滿足更高的需求?？偟膩碇v，采用上述技術(shù)特征的循環(huán)冷卻海水加熱天然氣系統(tǒng)具有如下優(yōu)點。(I)、整個系統(tǒng)運行經(jīng)濟，年運行費用降低了約82. 5%。(2)、運行靈活，更具季節(jié)的變化，水浴爐和換熱器可任意組合。(3)、節(jié)能減排海水作為中間冷卻介質(zhì)，既冷卻了凝汽器排氣，又加熱了天然氣，能量得到充分利用，提高了全廠熱效率。(4)、環(huán)境保護海水的熱量被天然氣吸收后以較低溫度排入大海，保護了海水生態(tài)環(huán)境等。

圖I為現(xiàn)有技術(shù)中采用水浴爐加熱天然氣的工作流程示意圖。圖2為本實用新型一種循環(huán)冷卻海水加熱天然氣的工作流程示意圖。圖3為天然氣處理系統(tǒng)中完整的天然氣加熱工作流程示意圖。
具體實施方式
為能使貴審查員清楚本實用新型的組成，以及實施方式，茲配合圖式說明如下。請參閱圖2所示，其為本實用新型循環(huán)冷卻海水加熱天然氣系統(tǒng)的工作流程示意圖。本系統(tǒng)包含兩臺(或多臺)燃氣/海水換熱器I，夏季兩臺同時運行；冬季一臺運行一臺備用，另開啟水浴爐。該燃氣/海水換熱器I的進氣端11連接進氣管道，出氣端12連接出氣管道，另外，燃氣/海水換熱器設(shè)置有進水端13與出水端14，該進水端13連接三臺海水循環(huán)泵7 (及相應(yīng)電機)，其中兩臺運行一臺備用，于進水端13設(shè)置壓差開關(guān)4。出水端14直接通向大海，并可以壓差開關(guān)4、溫度傳感器5和壓力傳感器6，用以測量燃氣/海水換熱器I內(nèi)的海水壓力和溫度情況。該燃氣/海水換熱器I為管殼式，包含容器腔體15與海水管道16，該進水端13與出水端14與海水管道16相連，供熱海水在其中流動，該進氣口 11與出氣口 12與容器腔體15相連，供天然氣流動。本系統(tǒng)還包含有汽機凝汽器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)2，其一端連接海水循環(huán)泵7，另一端通向大海，當然還包括管道及電氣、熱工控制等常規(guī)設(shè)備。系統(tǒng)具體的工作流程為溫度較低的海水進入凝汽器對低壓缸排氣進行冷卻，海水溫度被提高約8°C，溫度升高后的海水經(jīng)海水循環(huán)泵引至燃氣/海水換熱器的海水管道16中，海水管道16的材料為Ti2，導熱性能極佳，在這里海水對低溫天然氣進行加熱，使天然氣的溫度升高約30 V，滿足燃機入口要求。海水在燃氣/海水換熱器中溫度降低，排入大海中，重新進入下一次循環(huán)冷卻。另外，燃氣/海水換熱器I的進氣口 11、出氣口 12分別設(shè)置了緊急氣動關(guān)斷閥3，其作用是在維修或遇到漏氣等意外情況時阻斷天然氣來源。請參閱圖3所示，其為循環(huán)冷卻海水加熱天然氣系統(tǒng)中完整的天然氣加熱工作流程示意圖。循環(huán)冷卻海水加熱天然氣系統(tǒng)與傳統(tǒng)的水浴爐系統(tǒng)一起構(gòu)成天然氣熱系統(tǒng)。水浴爐系統(tǒng)為如圖I所示的系統(tǒng)，加水浴爐可使天然氣進一步升溫以滿足燃機入口的溫度要求。每臺燃氣/海水換熱器的通流能力為全廠天然氣用量，換熱量為全廠天然氣所需熱量的65%。水浴爐的通流能力為全廠天然氣用量，換熱量為全廠天然氣所需熱量的35%。夏季海水溫度較高，水浴爐不開啟，只開啟兩臺燃氣/海水換熱器，換熱能力為全廠天然氣所需換熱量的130%，不僅完全滿足燃機對天然氣溫度的要求，在某些氣候條件下，天然氣的溫度還能超過燃機的要求，從而降低燃機區(qū)的耗能，進而提高全廠效率。冬季海水溫度較低時，開啟一臺燃氣/海水換熱器，滿足全廠天然氣65%的低端熱量，另35%全廠天然氣高端熱量由水浴爐提供。粗略估算，該方案水浴爐的使用率僅約為傳統(tǒng)方案的17.5%，年節(jié)省天然氣量211. 6Sm3/h。如機組年設(shè)備利用小時數(shù)按3500h計，則天然氣年消耗成本節(jié)約113萬元。以上所述，僅供說明本實用新型之用，而非對本實用新型作任何形式上的限制；有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實例，因此，所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實用新型的范疇，均仍屬于本實用新型的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種循環(huán)冷卻海水加熱天然氣系統(tǒng)，其特征在于，包括 燃氣/海水換熱器，包含有進氣端、出氣端、進水端和出水端，進氣端與天然氣進氣管道相連，出氣端與天然氣出氣管道相連，進水端與海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)相連，出水端與大海相連； 海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其一端與燃氣/海水換熱器的進水端相連，另一端與大海相連。
2.如權(quán)利要求I所述的循環(huán)冷卻海水加熱天然氣系統(tǒng)，其特征在于，該海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)為汽機凝汽器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的循環(huán)冷卻海水加熱天然氣系統(tǒng)，其特征在于，該汽機凝汽器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)與燃氣/海水換熱器的進水端之間設(shè)置有海水循環(huán)泵，自汽機凝汽器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進來的海水通過海水循環(huán)泵進入燃氣/海水換熱器的進水端。
4.如權(quán)利要求I至3中任一所述循環(huán)冷卻海水加熱天然氣系統(tǒng)，其特征在于，該燃氣/海水換熱器的進氣端和出氣端的天然氣管道均設(shè)置有緊急氣動關(guān)斷閥。
5.如權(quán)利要求I至3中任一所述循環(huán)冷卻海水加熱天然氣系統(tǒng)，其特征在于，該燃氣/海水換熱器的出水端設(shè)置有差壓開關(guān)和溫度傳感器。
6.如權(quán)利要求I至3中任一所述循環(huán)冷卻海水加熱天然氣系統(tǒng)，其特征在于，天然氣系統(tǒng)進一步包含有水浴爐系統(tǒng)，經(jīng)燃氣/海水換熱器加熱后的天然氣進入水浴爐系統(tǒng)進一步加熱。
專利摘要本實用新型涉及一種循環(huán)冷卻海水加熱天然氣系統(tǒng)，其包括燃氣/海水換熱器和海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，燃氣/海水換熱器包含有進氣端、出氣端、進水端和出水端，進氣端與天然氣進氣管道相連，出氣端與天然氣出氣管道相連，進水端與海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)相連，出水端與大海相連；海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其一端與燃氣/海水換熱器的進水端相連，另一端與大海相連。該系統(tǒng)利用海水作為中間冷卻介質(zhì)，既冷卻了凝汽器排氣，又加熱了天然氣，能量得到充分利用，提高了熱效率，且年運行費用降低了約82.5%。該系統(tǒng)運行靈活，更具季節(jié)的變化，水浴爐和換熱器可任意組合。海水的熱量被天然氣吸收后以較低溫度排入大海，保護了海水生態(tài)環(huán)境。
文檔編號F02C7/224GK202360226SQ20112052540
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者孫永斌, 徐清, 陳贏展 申請人:中國電力工程顧問集團華北電力設(shè)計院工程有限公司